Question

9．為了確定一根輕彈簧壓縮最短時儲存的彈性勢能的大小，可以將彈簧一端固定在一帶有凹槽軌道的起點，并軌道固定在水平桌面邊緣，如圖所示，
為了測定一根輕彈簧壓縮到最短時具有的彈性勢能的大小，可以將彈簧固定在一帶有凹槽軌道的一端，并將軌道固定在水平桌面邊緣上，如圖所示，用鋼球?qū)�彈簧壓縮至最短，而后突然釋放，鋼球?qū)⒀剀壍里w出桌面，實驗時：
（1）需要測定的物理量是：①鋼球的質(zhì)量m；②桌面的高度h；③鋼球落地點的水平位移s；
（2）計算彈簧最短時彈性勢能的關系式是E_p=$\frac{mg{s}^{2}}{4h}$．

Answer 1

分析 小球離開彈簧做平拋運動，結(jié)合水平位移和豎直位移得出小球平拋運動的初速度，抓住彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為動能，結(jié)合能量守恒得出彈性勢能的表達式，從而確定所需測量的物理量．

解答 解：小球離開彈簧后做平拋運動，設平拋運動的水平位移和豎直位移分別為s和h，
根據(jù)h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$，s=vt得平拋運動的初速度為：$v=s\sqrt{\frac{g}{2h}}$，
根據(jù)能量守恒得：${E}_{p}=\frac{1}{2}m{v}^{2}=\frac{mg{s}^{2}}{4h}$．
可知需要測量的物理量是：鋼球的質(zhì)量m，桌面的高度h，鋼球落地點的水平位移s．
故答案為：（1）鋼球的質(zhì)量m，桌面的高度h，鋼球落地點的水平位移s；（2）$\frac{mg{s}^{2}}{4h}$．

點評 本題關鍵是通過平拋運動測量初速度，從而測量出彈簧釋放的彈性勢能，也就是彈簧儲存的彈性勢能．